2.1.1植物细胞工程的基本技术课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版选择性必修3

第2章 细胞工程 首个体细胞克隆动物 克隆动物多莉羊 体细胞克隆猴 “中中”和“华华” 如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖? 【从社会中来】 “其茅葺,其叶青青,犹绿衣郎,挺节独立,可敬可慕。迨(d i)夫花开,凝晴滚露,万态千妍,薰(x n)风自来,四坐芬郁,岂非入兰室乎!岂非有国香乎!”这是我国历史上第一部兰谱——《金漳(zh n )兰谱》(宋 赵时庚)中对兰花的一段描述。 从古至今,我国人民都把兰花看作高洁、典雅的象征,很多人喜欢养兰花。但是,兰花种子通常发育不全,在自然条件下萌发率极低;传统分株繁殖的方法又存在繁殖周期长、繁殖率低等问题,如果靠自然繁殖,兰花的价格可想而知了。 如何能让名贵的兰花大量、快速地繁殖,从而走入寻常百姓家呢? 细胞工程是指应用细胞生物学、分子生物学和发育生物学等多学科的原理和方法,通过细胞器、细胞或组织水平上的操作,有目的地获得细胞、组织、器官、个体或其产品的一门综合性的生物工程。 动物细胞工程 植物细胞工程 原理 操作水平 目的 植物组织培养 植物体细胞杂交 1.细胞工程的概述 一 细胞工程的发展历程及概念 哈伯兰特提出了细胞全能性的理论,但相关的实验尝试没有成功。 斯图尔德等发现胡萝卜的体细胞可以分化为胚,为细胞全能性理论提供了强有力的支持。 科金用真菌的纤维素酶分解番茄根的细胞壁,成功获得了原生质体 古哈等在培养毛曼陀罗的花药时,首次得到了由花药中的花粉粒发育而来的胚。 卡尔森诱导烟草种间原生质体融合,获得了第一株体细胞种间杂种植株。 土壤农杆菌的Ti质粒被发现。之后,该质粒应用于植物分子生物学领域,促进了植物细胞工程与分子生物学技术的紧密结合。 1902年 1958年 1960年 1964年 1971年 1974年 【科技探索之路】植物细胞工程的发展历程 第1节 植物细胞工程 01 植物组织培养技术 目录 /CONTENTS 一、植物细胞工程的基本技术 叶子 花瓣 花粉 细胞 植物体 01 植物组织培养技术 一、植物细胞工程的理论基础是什么? 细胞的全能性 ? 1.细胞全能性的定义: 细胞经过分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能,即细胞具有全能性。 2.细胞具有全能性的根本原因: 生物体的每一个细胞都包含有该物种所特有的全部遗传物质。 每一个体细胞都是由同一个受精卵细胞经有丝分裂增殖分化而形成的。 体细胞内的遗传物质(基因)与受精卵完全一样。 3.体现全能性的标志: 细胞 完整个体或其他各种细胞 实例:胡萝卜韧皮部细胞发育成完整植株 受精卵发育成个体(动植物) 蜜蜂受精卵发育成工蜂,卵细胞发育成雄峰 用一片叶子、一片花瓣、一粒花粉繁殖出新的植株 4.全能性大小的比较: ①体细胞全能性与细胞分化程度: 植物细胞>动物细胞 【说明】特例:卵细胞虽然已经高度分化,但仍具有较高的全能性。 ②体细胞全能性与细胞分裂能力: 分裂能力强的>分裂能力弱的 ③不同类型细胞的全能性: 受精卵>生殖细胞(配子、精子、卵细胞)>体细胞 受精卵>干细胞>体细胞 ④不同生物细胞的全能性: 一般来说,细胞分化程度越高,细胞全能性越低。 负相关 不体现全能性的实例: 芽原基只能发育为芽,叶原基只能发育为叶 4.生物的生长发育过程中,细胞并未表现出全能性,而是分化成各种组织和器官。 原因:在特定的时间和空间条件下,细胞中的基因选择性表达。 5.全能性表现的条件:具有完整的细胞结构,处于 状态,提供一定的营养、激素和其他适宜外界条件。 离体 2.原理: 1.概念: 指将 的植物器官、组织或细胞等,培养在人工配制的培养基上,给予适宜的培养条件,诱导其形成 的技术。 离体 完整植株 植物细胞的全能性 、 外植体 细胞经分裂和分化后,仍然具有产生完整生物体或分化成其他各种细胞的潜能。 二、植物组织培养 3.繁殖方式: 生殖方式: 分裂方式: 无性繁殖 有丝分裂 4.过程: 接种外植体 诱导愈伤组织 诱导生芽 诱导生根 移栽成活 脱分化 再分化 再分化 外植体 愈伤组织 试管苗 完整植株 脱分化 芽、根等 再分化 生长 发育 二、植物组织培养 脱分化: 在一定的 和 等条件的 下, 的细胞 ,转变成 的过程。 激素 营养 诱导 已经分化 失去其特有的结构和功能 未分化的细胞 ①光照条件: ②过程中涉及的生命活动: 一般不需要光照 只有细胞增殖(有丝分裂),没有细胞分化 ③结果: 形成愈伤组织 (细胞排列疏松且无规则、高度液泡化、不定形的薄壁组织团块) 二、植物组织培养 细胞特点? 细胞排列疏松无规则、高度液泡化、色浅,具有较强的分裂能力 有光时,往往容易形成维管组织, 而不易形成愈伤组织。 注意说明 1.外植体脱分化的难易因植物种类、器官来源及生理状况的不同而不同。一般来说,植物的花和幼嫩的组织脱分化